В этой публикации вы можете узнать о работе исследователей Samsung Research, направленной на раннее выявление деменции.

Важность ранней диагностики

Болезнь Альцгеймера неизлечима и необратима. После появления симптомов когнитивные функции постепенно снижаются, что глубоко нарушает повседневную жизнь.

Особую тревогу вызывает легкое когнитивное нарушение (MCI), которое часто рассматривается как предвестник деменции. Клинические тесты выявляют у людей с MCI заметное снижение когнитивных способностей, при этом они все еще способны выполнять повседневные задачи. Согласно данным, на которые ссылается Alzheimer’s Association, от 12% до 18% людей старше 60 лет живут с MCI, и у 10–15% из них каждый год развивается деменция. Поэтому раннее выявление и управление MCI становятся все более приоритетными задачами медицинского сообщества^1,2.

Ряд исследований показал, что изменения в мозге могут начинаться за 10–20 лет до проявления деменции при болезни Альцгеймера³. Поэтому выявление ранних признаков критически важно. Несмотря на последние успехи в разработке методов терапии, которые вселяют надежду на лечение, ранняя диагностика в сочетании с постоянным уходом на сегодняшний день остается наиболее эффективным подходом.

К преимуществам раннего выявления относятся:

• внедрение изменений в образ жизни – улучшение питания, занятия спортом и когнитивная стимуляция для замедления прогрессирования болезни;
• более раннее начало лекарственных и нелекарственных методов терапии для сохранения когнитивных функций;
• доступ к новым видам терапии, включая недавно одобренные или находящиеся на стадии клинических испытаний препараты.

Отслеживание изменений с помощью технологии цифровых биомаркеров

Смартфоны и носимые устройства прочно вошли в повседневную жизнь, собирая подробные данные о привычках и поведении пользователей. Эти данные способны с высокой чувствительностью фиксировать даже самые незначительные изменения в распорядке.

Увидев в этом потенциал, исследователи Samsung Research разработали технологию цифровых биомаркеров, которая отслеживает изменения когнитивных функций путем анализа мультимодальных данных со смартфонов и носимых устройств, включая использование приложений, скорость набора текста, характер сообщений, частоту звонков, сон и голос.

Ученые предположили, что цифровые биомаркеры могут измерять симптомы когнитивного снижения, выявленные в предыдущих исследованиях. Анализируя мультимодальные данные смартфонов и носимых устройств, они оценивали когнитивное состояние и подтвердили, что алгоритмы цифровых биомаркеров эффективно фиксируют когнитивные изменения.

Так, запоминание и повторение коротких предложений позволяет оценить области мозга, связанные с кратковременной памятью, а анализ беглости и точности речи отражает состояние языковых способностей. Регулярность и разнообразие использования приложений и сообщений, а также частота звонков могут давать представление о социальных связях и исполнительных функциях мозга.

Иными словами, исследование показало, что области мозга, отвечающие за язык и кратковременную память (именно они страдают при болезни Альцгеймера), можно оценить по голосовым данным. Также было установлено, что снижение социальных и поведенческих навыков связано с изменением характера использования приложений, сообщений и звонков.

Выявление снижения когнитивных функций через повседневные данные

В июле команда Samsung Research представила исследования технологий на базе умных устройств для выявления когнитивных нарушений на Международной конференции Института инженеров по электротехнике и электронике (IEEE) по инженерии в медицине и биологии (EMBS) в Копенгагене (Дания).

В одном из исследований была представлена технология, анализирующая характер ввода с клавиатуры смартфона для выявления ранних признаков когнитивных нарушений. Чтобы минимизировать риски для конфиденциальности, исследование фокусировалось на невербальных характеристиках, таких как скорость набора и количество исправлений, а не на содержании текста. Этот независимый от языка подход продемонстрировал высокий потенциал для глобального применения, а сама работа вошла в 7% лучших докладов конференции.

В другом исследовании анализировались данные со смартфонов и датчиков Galaxy Watch для мониторинга походки – скорости шага, длины шага и равновесия – с целью раннего выявления когнитивных нарушений.

Оба исследования показали результаты, сопоставимые с тестами на деменцию, проводимыми в клиниках, благодаря использованию поведенческих данных из повседневной жизни. Это позволило обойтись без дополнительных действий со стороны пользователя и показало возможности отслеживания когнитивных изменений по рутинным данным.

Улучшение качества жизни с помощью технологий

Технология цифровых биомаркеров призвана помочь в раннем выявлении едва заметных признаков болезни Альцгеймера, которые могут остаться незамеченными в обычной жизни. В дальнейшем Samsung Research планирует продолжать проверку эффективности своих моделей цифровых биомаркеров и развивать эту технологию.

Хотя для повышения точности и дальнейшей доработки требуется сотрудничество с академическим и медицинским сообществом, ожидается, что прогресс в области раннего выявления деменции позволит улучшить здоровье людей, повысить качество их жизни и снизить нагрузку на системы здравоохранения.

^* Болезнь Альцгеймера – это патология, при которой в мозге накапливаются белки амилоид-β и тау.

^** Деменция при болезни Альцгеймера – это деменция, вызванная этим заболеванием.

¹ Petersen RC et al., “Mild cognitive impairment: clinical characterization and outcome,” Archives of Neurology (1999). Доступно по ссылке: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/10190820/.

² Petersen RC et al., “Current concepts in mild cognitive impairment,” Archives of Neurology (2001). Доступно по ссылке: https://jamanetwork.com/journals/jamaneurology/article-abstract/781015.

³ Jack CR Jr, et al., “NIA-AA Research Framework: Toward a biological definition of Alzheimer’s disease,” Alzheimer’s & Dementia (2018). Доступно по ссылке: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29653606/.